地理信息野生动物调查

地理信息野生动物调查一、地理信息野生动物调查概述

地理信息野生动物调查是一种利用现代地理信息技术手段，对野生动物的分布、数量、行为及其栖息环境进行系统性监测和研究的方法。该调查结合遥感、GIS（地理信息系统）、GPS（全球定位系统）等技术，能够高效、准确地获取野生动物资源数据，为生物多样性保护、生态管理和科学研究提供科学依据。

二、调查准备阶段

（一）确定调查区域

1.根据野生动物的生态习性，选择具有代表性的栖息地。

2.利用历史资料和初步遥感影像，圈定重点调查区域。

3.考虑地形、气候、植被等环境因素，优化区域范围。

（二）制定调查方案

1.明确调查目标：如物种多样性统计、种群密度分析等。

2.设计调查方法：包括样线法、样点法、红外相机监测等。

3.分配调查时间：根据季节性变化调整调查周期。

（三）准备技术设备

1.遥感设备：无人机、卫星遥感影像等。

2.地理信息系统（GIS）：用于数据管理和空间分析。

3.GPS定位设备：用于精确定位调查样本。

三、实地调查实施

（一）样线法调查

1.设置样线：在调查区域内随机或系统布设样线。

2.行进记录：沿样线进行观察，记录野生动物痕迹（如粪便、足迹）。

3.数据采集：使用APP或表格实时记录物种、数量、行为等数据。

（二）样点法调查

1.选择样点：在栖息地中心或边缘布设样点。

2.观测记录：使用望远镜或相机拍摄野生动物及其环境。

3.重复观测：在不同时间点进行多次观测以减少误差。

（三）红外相机监测

1.安装红外相机：选择隐蔽且易于布设的区域。

2.数据采集：相机自动记录野生动物活动影像。

3.数据分析：统计物种出现频率和活动规律。

四、数据处理与分析

（一）数据整理

1.将遥感影像、GPS数据、现场记录进行统一格式化。

2.利用GIS软件建立空间数据库，整合多源数据。

3.检查数据一致性，剔除异常值。

（二）空间分析

1.绘制物种分布图：展示不同区域物种密度差异。

2.分析栖息地适宜性：结合地形、植被等环境因子进行评估。

3.识别关键区域：如繁殖地、觅食地等重要生态节点。

（三）结果输出

1.生成统计报告：包括物种名录、数量变化趋势等。

2.制作可视化图表：如热力图、三维模型等直观展示结果。

3.提出保护建议：根据分析结果优化管理措施。

五、调查注意事项

（一）遵守伦理规范

1.避免干扰野生动物正常行为。

2.使用环保材料，减少对环境的负面影响。

（二）确保数据安全

1.对采集的影像和定位数据进行加密存储。

2.建立数据备份机制，防止信息丢失。

（三）团队协作

1.明确分工，确保各环节工作高效衔接。

2.定期召开会议，及时沟通调查进展和问题。

**一、地理信息野生动物调查概述**

地理信息野生动物调查是一种利用现代地理信息技术手段，对野生动物的分布、数量、行为及其栖息环境进行系统性监测和研究的方法。该调查结合遥感、GIS（地理信息系统）、GPS（全球定位系统）等技术，能够高效、准确地获取野生动物资源数据，为生物多样性保护、生态管理和科学研究提供科学依据。通过多源数据的融合与分析，可以实现对野生动物种群动态、栖息地变化、生态廊道构建等问题的深入理解，从而制定更科学的保护策略和管理措施。这种调查方法不仅提高了数据采集的效率和精度，还减少了传统调查方式对环境的干扰和对调查人员的风险，是现代生态保护工作的重要技术支撑。

**二、调查准备阶段**

（一）确定调查区域

1.**根据野生动物的生态习性，选择具有代表性的栖息地。**

*详细研究目标野生动物的生态需求，包括其食性、繁殖习性、活动范围、对环境的具体要求（如温度、湿度、植被类型、水源等）。

*收集历史分布数据、文献资料及初步遥感影像（如卫星图、航空影像），识别潜在的核心栖息地、边缘栖息地及季节性迁徙通道。

*考虑地形因素，如山脉、河流、湖泊等对动物活动范围的限制和影响，选择能够反映其生态需求的区域。

2.**利用历史资料和初步遥感影像，圈定重点调查区域。**

*整理过往的动物调查记录、保护区管理档案、科研报告等，提取有价值的信息。

*利用GIS软件对遥感影像进行预处理（如几何校正、辐射校正、图像融合等），制作正射影像图或数字高程模型（DEM）。

*在GIS平台上叠加分析地形、植被、水源、道路等图层，结合历史资料，初步筛选出重点调查区域，并可视化展示。

3.**考虑地形、气候、植被等环境因素，优化区域范围。**

*对初步筛选的区域进行环境因子评估，如利用DEM分析坡度、坡向，利用遥感影像分类提取植被类型，利用气象数据评估气候条件。

*结合野生动物的生态需求，进一步微调区域边界，确保覆盖关键栖息地、迁徙路线，并排除不适合目标物种生存的区域。

*最终确定调查区域范围，并在地图上清晰标注。

（二）制定调查方案

1.**明确调查目标：如物种多样性统计、种群密度分析等。**

*具体化调查目的，例如：全面评估区域内某旗舰物种（如特定鸟类、哺乳动物）的种群数量和分布格局；监测某珍稀物种的生存状况；分析人类活动对野生动物栖息地的影响程度；评估栖息地的破碎化程度等。

*设定可量化的指标，如：确定X种目标动物的分布范围；估计Y种重点保护动物的种群密度在Z个样地内的平均值和变异系数；识别K个关键栖息地等。

*确定调查的时间框架，如：进行为期X个月的季节性调查（覆盖动物繁殖期、非繁殖期等关键阶段）；或在特定时间点进行一次性快检等。

2.**设计调查方法：包括样线法、样点法、红外相机监测等。**

*根据调查目标、区域特点、技术条件和经济预算，选择合适的调查方法或组合多种方法。

***样线法：**详细规划样线走向（如沿河流、道路、山谷等自然或人工廊道），设定样线长度、宽度、布设密度（如每平方公里多少条样线），明确行走速度、观察时间、记录标准等。

***样点法：**确定样点数量、分布方式（如随机、系统网格、聚类），设定样点面积或半径，规定在每个样点停留的观测时间和记录要求。

***红外相机监测：**规划相机布设点位（考虑目标物种活动规律和隐蔽性），确定相机数量、布设持续时间、数据下载频率、触发设置（如运动感应、红外感应）等。

***其他辅助方法：**如利用无人机进行高空监测、采集植被和地形数据；设置陷阱进行标记重捕（如适用且符合伦理规范）；进行访谈（如涉及当地社区的传统知识等）。

3.**分配调查时间：根据季节性变化调整调查周期。**

*分析目标动物的生物学特性，确定其活动高峰期、繁殖期、迁徙期等关键时间节点。

*将调查时间安排在动物最活跃、最容易观察的时期。对于季节性变化显著的动物，应至少进行两次或多次调查（如在春季繁殖期和秋季迁徙期），以获取更全面的数据。

*制定详细的时间表，包括前期准备、实地调查、数据整理分析、报告撰写等各阶段的时间安排。

（三）准备技术设备

1.**遥感设备：无人机、卫星遥感影像等。**

***无人机（UAV）：**选择合适的无人机平台（如多旋翼或固定翼），配置高清可见光相机、热红外相机、多光谱/高光谱相机等载荷。检查电池续航能力、飞行稳定性和数据传输效率。准备GPS定位模块以确保影像的地理参考。

***卫星遥感影像：**获取不同分辨率、不同时相的卫星影像数据（如光学影像、雷达影像），了解数据源提供商、数据获取途径和费用。进行必要的预处理，如几何校正、辐射定标。

2.**地理信息系统（GIS）：用于数据管理和空间分析。**

*选择合适的GIS软件（如ArcGIS,QGIS等），确保版本兼容所需的数据格式和分析工具。

*准备基础地理数据，包括数字地图（地形图、行政区划图、道路网络图、水系图等）、遥感影像数据、环境变量数据（如DEM、植被指数、气候数据等）。

*熟悉GIS软件的基本操作，特别是空间数据导入导出、叠加分析、缓冲区分析、网络分析、三维可视化等功能。

3.**GPS定位设备：用于精确定位调查样本。**

*准备手持GPS接收机或集成在调查设备（如无人机、相机）中的GPS模块。确保设备经过校准，并能提供准确的经纬度坐标和海拔高度。

*学习GPS数据采集的基本方法，包括设置采集间隔、记录点坐标及附属信息（如时间戳、样本类型等）。

*准备备用电源和必要的校准工具。

**三、实地调查实施**

（一）样线法调查

1.**设置样线：在调查区域内随机或系统布设样线。**

*在GIS平台上，根据区域地图和预设的布线规则（如随机点出发、沿等高线、平行于河流等），生成样线网络。

*打印样线分布图，明确每条样线的起点、终点、转折点坐标。

*如条件允许，使用GPS设备实地校准样线起点和关键转折点。

2.**行进记录：沿样线进行观察，记录野生动物痕迹（如粪便、足迹）。**

*按照预设的行进速度（如每小时3-5公里，根据地形调整）沿样线缓慢行走。

*使用望远镜、相机等工具观察并记录沿途发现的野生动物（直接观察或间接痕迹）。

*重点记录目标物种的个体数量、行为活动（如觅食、繁殖、休息）、活动方向等。

*详细记录间接痕迹，如：粪便的种类、新鲜程度（通过颜色、湿润度判断）、数量；足迹的大小、形状、排列方式；毛发、羽毛等。

*使用预先设计的调查表格或平板电脑APP，实时、准确、规范地记录数据，并附上GPS坐标。

3.**数据采集：使用APP或表格实时记录物种、数量、行为等数据。**

***表格记录：**设计包含字段：日期、时间、样线编号、样线段起点/终点坐标、经纬度、海拔、天气状况、地形特征、观察到的物种名称（拉丁名/俗名）、个体数量、行为描述、痕迹类型及数量、干扰因素（如人类活动、犬只）等。

***APP记录：**选择或开发适合的调查APP，利用其离线地图、GPS定位、语音记录、图片/视频上传等功能。设置数据录入模板，确保信息完整性和一致性。

***实时核查：**小组成员之间定期核对记录，避免遗漏或错误。

（二）样点法调查

1.**选择样点：在栖息地中心或边缘布设样点。**

*根据调查目标和前期遥感/GIS分析结果，在GIS平台上选择具有代表性的样点。可以是随机分布、系统网格分布，或集中在潜在的重点区域。

*使用GPS设备精确记录每个样点的地理坐标。

*在样点周围设定观测范围（如半径100米、面积1公顷等），并在地上做标记（如插旗、挖坑）。

2.**观测记录：使用望远镜或相机拍摄野生动物及其环境。**

*在样点内按照预定时间（如每点停留30-60分钟）进行定点观测。

*使用望远镜搜索并识别动物，记录物种、数量、行为、活动状态等。

*使用相机（单反、运动相机、无人机等）从不同角度拍摄动物及其栖息环境的照片或视频，作为佐证和后续分析依据。

*注意记录环境背景信息，如植被类型、光照条件、天气等。

3.**重复观测：在不同时间点进行多次观测以减少误差。**

*根据动物的活动规律和调查目标，确定重复观测的频率（如每天一次、每周多次）。

*在不同季节（如有必要）进行补充观测，以了解季节性变化。

*确保每次观测的时间段一致，以保持可比性。

（三）红外相机监测

1.**安装红外相机：选择隐蔽且易于布设的区域。**

*选择符合目标动物活动规律和视觉范围的安装点，通常设置在动物经常经过的通道、觅食地、水源附近等。

*利用GPS精确记录相机安装点的坐标。

*将相机固定在稳固的支架上，确保镜头朝向合适的角度（通常垂直或略微向下）。

*连接触发器（红外感应或运动感应），确保其灵敏度设置合理，避免误触发。

*安装电源（电池或太阳能供电系统），确保供电稳定。

*进行初步测试，确认相机正常工作，影像清晰。

2.**数据采集：相机自动记录野生动物活动影像。**

*设定相机的工作时间（如全天候、白天、傍晚或夜间特定时段）。

*定期（根据预设计划或电池容量）回收相机，下载存储卡中的数据（照片和视频）。

*对回收的影像进行初步整理，剔除无效或模糊的图片。

3.**数据分析：统计物种出现频率和活动规律。**

***物种鉴定：**通过比对参考图库或请专家鉴定照片/视频中的动物种类。

***个体识别：**对于标记重捕研究的物种，使用照片记录个体特征（如斑纹、疤痕），建立个体识别库，统计重捕频率。

***活动规律分析：**统计不同物种在一天中的活动高峰时段、季节性出现频率、性别比例（如可区分）等。

***行为记录：**分析照片/视频中记录到的动物行为，如觅食、饮水、交配、抚幼等。

***密度估算：**结合相机陷阱模型（CameraTrappingModel），如捕获-重捕模型（Capture-Recapture），估算种群密度。

**四、数据处理与分析**

（一）数据整理

1.**将遥感影像、GPS数据、现场记录进行统一格式化。**

*将所有调查数据（包括遥感影像、GPS日志、调查表格、相机卡数据、访谈记录等）导入统一的数据库或电子表格中。

*统一数据格式：例如，日期时间格式、坐标系统（如WGS84）、物种命名规范（使用拉丁名作为标准名称）。

*检查并清理数据中的错误或缺失值：如GPS坐标跳变、记录不完整、逻辑矛盾等。对缺失数据进行必要的标注或插补（需谨慎）。

2.**利用GIS软件建立空间数据库，整合多源数据。**

*在GIS软件中创建项目，设置合适的坐标参考系统。

*将所有空间数据（如样线、样点、相机点、地形图、遥感影像图）导入并检查几何精度。

*将属性数据（如调查记录表格中的物种、数量、行为等信息）与空间要素（点、线、面）进行关联。

*创建图层目录，规范数据管理。

3.**检查数据一致性，剔除异常值。**

*检查不同来源的数据是否存在矛盾（如同一地点不同时间记录的物种差异过大）。

*分析数值型数据（如种群密度估计值、数量统计）的分布，识别并处理潜在的异常值（如可能由记录错误或极端事件导致）。

（二）空间分析

1.**绘制物种分布图：展示不同区域物种密度差异。**

*利用GIS的叠加分析功能，将物种记录点/样线数据与地形、植被、水源等环境因子图层进行叠加。

*使用点密度图、核密度估计等方法，可视化展示物种在空间上的分布热点和稀疏区域。

*制作不同季节或不同时间段的分布图，分析分布格局的变化。

2.**分析栖息地适宜性：结合地形、植被等环境因子进行评估。**

*收集详细的栖息地环境数据，如DEM（坡度、坡向）、遥感植被指数（如NDVI）、土地利用类型、水体距离等。

*选择合适的模型（如逻辑回归模型、多元环境模型MaxEnt等），分析环境因子与物种分布之间的相关性。

*生成栖息地适宜性地图（HabitatSuitabilityMap），标示出不同区域对目标物种的适宜程度（如高适宜、中适宜、低适宜、不适宜）。

*识别关键栖息地和边缘地带，为保护规划提供依据。

3.**识别关键区域：如繁殖地、觅食地等重要生态节点。**

*结合物种行为学知识，分析其生命周期不同阶段（如繁殖、觅食、迁徙停歇）对环境的需求。

*利用GIS分析工具（如最近邻分析、网络分析），识别对物种生存至关重要的地点，如水源优先区、觅食资源集中区、潜在繁殖地点等。

*设置保护缓冲区，围绕关键区域，以减少人类活动干扰。

（三）结果输出

1.**生成统计报告：包括物种名录、数量变化趋势等。**

*整理调查期间记录的所有物种清单，注明拉丁名、俗名、保护级别（如适用）。

*使用统计软件（如Excel,R,SPSS等）计算物种richness（丰富度）、evenness（均匀度）等多样性指标。

*分析种群数量数据，计算密度、多度等指标，绘制种群数量随时间或空间的的变化图。

*对比不同调查方法（样线、样点、红外相机）获得的数据，评估其一致性和互补性。

2.**制作可视化图表：如热力图、三维模型等直观展示结果。**

*利用GIS软件或数据可视化工具，制作物种分布热力图、种群密度图、栖息地适宜性三维模型等。

*设计清晰、美观的图表，包含必要的标题、图例、坐标轴标签和单位。

*将图表嵌入到报告或演示文稿中，辅助说明调查结果。

3.**提出保护建议：根据分析结果优化管理措施。**

*基于物种分布、栖息地状况、威胁因素（如生境破碎化、人类干扰）的分析，提出具体的保护建议。

*建议可能包括：扩大保护区范围、设立生态廊道连接破碎栖息地、实施生境恢复工程（如植被恢复、水源保障）、加强社区宣传教育、限制人类活动强度等。

*建议应具有可操作性，明确责任主体和实施步骤，并设定可衡量的效果评估指标。

**五、调查注意事项**

（一）遵守伦理规范

1.**避免干扰野生动物正常行为。**

*调查过程中保持安静，减少噪音对动物的惊扰。

*控制调查人员数量和活动范围，避免过度聚集。

*观察动物时保持安全距离，不追逐、不惊吓动物。

*对于敏感物种或繁殖期动物，考虑是否调整或暂停调查活动。

2.**使用环保材料，减少对环境的负面影响。**

*使用可降解的标记物（如生物可降解油漆，仅限特定情况且需严格遵守操